CN103846010A - 一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法 - Google Patents

一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法，用以处理高氨氮高盐度废水。以聚砜超滤膜为基膜，采用静态层层自组装技术，针对高盐度高氨氮废水废水脱盐和氨氮组分回收的纳滤膜材料的PST表面改性剂，制备聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）/聚苯乙烯磺酸钠（PSS）多层聚电解质纳滤膜。针对离子的种类、浓度、自组装层数对膜的分离性能、荷电性能、亲水性等的影响条件下，调整纳滤膜的表面性能，考察不同操作工况条件下纳滤膜对废水中不同离子的截留率以及膜通量和回收率的变化，开发有针对性的高盐度碱液废水脱盐和氨氮分离膜材料和工艺。

Description

一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水分离膜材料的制备方法，具体地说，是涉及高氨氮废水处理的一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法。
背景技术
目前，对高浓度的氨氮和高盐度废水，尚无法应用生物方法处理达标。而化学氧化法脱氨，则处理费用十分昂贵,同时也浪费资源。用化学沉淀法脱氨，不但成本高，副产品量大，且副产品没有商品市场。吹脱法脱氨存在效率低、耗时长、氨气收集难度大、容易导致空气污染等缺点。膜法脱氨通常存在膜材料寿命短，维护难度大，换膜费用高，回收的氨水或铵盐浓度低等问题；将高氨氮废水浓缩制备铵盐，又存在设备投资大、脱水能耗高，产品质量难以保证等缺陷。
纳滤膜分离技术是20世纪90年代发展起来的新型分离单元操作。由于它在分离物质过程中具有不涉及相变、无二次污染、结构紧凑、易于自动化操作等诸多优点，现已成为世界研究的热点。但纳滤膜分离技术的应用还存在许多问题，特别是膜污染。
为了更好的改善纳滤膜的性能，国内外很多学者将自组装技术和制膜技术结合，通过聚电解质层层自组装法制备具有特殊功能或者高通量的纳滤膜。这种方法制备的膜比较均匀，致密，排列组装比较整齐，最大的优点就是能将单层膜厚控制在纳米级。这种方法还可以在分子水平上控制膜的组成、结构。通过改变吸附物质的种类可制备不同类型的分离膜。另外，通过控制沉积层数，时间，溶液的浓度等因素可调节所制膜的孔径结构和孔径分布。
发明内容
1、发明目的
本发明的目的在于克服现有高盐度高氨氮废水处理膜分离材料在制备和应用中存在的不足之处，而提供一种制备简便、效益高的一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法和改性技术，用以处理高氨氮高盐度废水。
2、技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法，其特征在于该方法依次包括超滤基膜的制备、聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）/聚苯乙烯磺酸钠（PSS）多层聚电解质纳滤层的沉积和针对高盐度高氨氮废水废水脱盐和氨氮组分回收的纳滤膜材料的PST表面改性剂的开发和工艺设计三个步骤： 
1、以丙酮为分散剂，用L_S相转化法制备的聚砜超滤膜为基膜；
2、采用静态层层自组装技术，在氯化钠体系制备聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）/聚苯乙烯磺酸钠（PSS）多层聚电解质纳滤膜；
3、针对脱盐和氨氮组分回收，采用PST表面改性添加剂在50℃，对纳滤膜材料的表面性能进行24小时改性。
3、优点效果：
第一，制备均匀，致密，排列组装整齐膜界面，单层膜厚控制在纳米级；
第二，在分子水平上控制膜组成和结构，改变吸附物质的种类可制备不同类型的分离膜；
第三，通过控制沉积层数，浓度等因素可调节所制膜孔径结构和孔径分布。
第四，采用多层聚电解质纳滤膜，建立纳滤高盐度碱液废水脱盐和溶剂组分回收工艺和装置；
附图说明：图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种典型的高盐度废液：天然碱母液回收纳滤膜工艺流程：
以丙酮为分散剂，然后用L-S相转化法制备的聚砜超滤膜为基膜，采用静态层层自组装技术，在氯化钠体系制备聚二烯丙基二甲基氯化铵/聚苯乙烯磺酸钠多层聚电解质纳滤膜，针对脱盐和氨氮组分回收，采用PST表面改性添加剂在50℃，对纳滤膜材料的表面性能进行24小时改性，并可依据离子的种类、浓度、自组装层数调整改性强度。在处理天然碱制备排放废液过程中，采用本技术装配的纳滤高盐度碱液废水脱盐和溶剂组分回收工艺和装置，废水（液）达标排放率100%，水回用率>85%，氨氮回收率>95%，产水电导率＜200μS/cm。

Claims (1)

1.一种自组装高盐高氨氮废水纳滤分离膜的制备方法，其特征在于该方法依次包括超滤基膜的制备、聚二烯丙基二甲基氯化铵/聚苯乙烯磺酸钠多层聚电解质纳滤层的沉积和针对高盐度高氨氮废水废水脱盐和氨氮组分回收的纳滤膜材料的PST表面改性剂的开发和工艺设计三个步骤： 
一.用相转化法制备的聚砜超滤膜为基膜；
二.采用静态层层自组装技术，制备聚二烯丙基二甲基氯化铵/聚苯乙烯磺酸钠多层聚电解质纳滤膜；
三.针对高盐度高氨氮废水废水脱盐和氨氮组分回收的纳滤膜材料的PST表面改性剂和工艺设计。
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